Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка и обоснование параметров установки для окорки лесоматериалов ультразвуком

Диссертация: Разработка и обоснование параметров установки для окорки лесоматериалов ультразвуком
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современное окорочные станки — сложное технологическое оборудование, и качественная безаварийная работа на них существенно зависит от квалификации станочника. Он должен не только хорошо владеть приемами работы на станке, быстро распознавать и устранять причину ухудшения ка-у чества окорки, но и в совершенстве знать его конструкцию, применять нужные инструменты, своевременно проводить техническое… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Обзор и анализ существующих способов окорки лесоматериалов, применяемых на лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятиях
      • 1. 1. 1. Фрикционный способ окорки
      • 1. 1. 2. Режущий способ окорки
      • 1. 1. 3. Гидравлическая окорка
      • 1. 1. 4. Пневматическая окорка
      • 1. 1. 5. Термокомпрессионный метод
      • 1. 1. 6. Электрогидравлический метод
      • 1. 1. 7. Сверхвысокочастотный метод
      • 1. 1. 8. Электрический метод
      • 1. 1. 9. Окорка обжимом
      • 1. 1. 10. Химический способ окорки деревьев на корню
    • 1. 2. Ультразвук. Основные свойства, применение. Ультразвуковая технология
      • 1. 2. 1. Физические параметры ультразвука
      • 1. 2. 2. Энергетические параметры ультразвука
      • 1. 2. 3. Распространение ультразвука
      • 1. 2. 4. Применение ультразвука
    • 1. 3. Выводы и задачи исследований
  • 2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
    • 2. 1. Общие требования к ультразвуковым технологическим устройствам
    • 2. 2. Обоснование параметров ультразвукового генератора
      • 2. 2. 1. Генераторы, применяемые в ультразвуковых технологиях
      • 2. 2. 2. Обоснование параметров ультразвукового генератора для исследования процесса окорки лесоматериалов
    • 2. 3. Обоснование параметров ультразвуковой колебательной системы
      • 2. 3. 1. Ультразвуковые преобразователи
      • 2. 3. 2. Согласование параметров преобразователей со средой
      • 2. 3. 3. Обоснование параметров концентратора
      • 2. 3. 4. Разработка излучателей, соединений и опор
      • 2. 3. 5. Свойства материалов резонансных элементов ультразвуковых инструментов
    • 2. 4. Математическая модель ультразвуковой колебательной системы
      • 2. 4. 1. Продольные колебания стержней переменного сечения
      • 2. 4. 2. Свободные продольные колебания стержней
      • 2. 4. 3. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем
      • 2. 4. 4. Продольные колебания
    • 2. 5. Разработка установки для исследования окорки лесоматериалов с помощью ультразвукового излучения
  • 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОКОРКИ
    • 3. 1. Экспериментальное исследование параметров ультразвуковой колебательной системы
    • 3. 3. Анализ физических свойств ультразвуковой окорки лесоматериалов
  • 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОКОРКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
    • 4. 1. Разработка технологического процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов
    • 4. 2. Расчётная производительность технологического процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов
    • 4. 3. Экономической эффективности технологического процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов в производство
  • 5. МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОКОРКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ С УЧЁТОМ ЭКОЛОГИИ

Разработка и обоснование параметров установки для окорки лесоматериалов ультразвуком (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

W.

При комплексном и экономически выгодном использовании древесного сырья возникает требование обязательной его окорки, которую выполняют на предприятиях лесной промышленности или непосредственно у потребителей древесного сырья. Практически все сортименты, за исключением дров, окариваются.

В зависимости от технологического назначения, физического состояния и геометрических размеров сырья применяют различные способы и технические средства для окорки. В лесозаготовительных и деревообрабатывающих ** отраслях промышленности широко распространены три вида окорки: грубая, чистая, частичная. Одновременно с окоркой на станках может выполняться зачистка сучьев и оцилиндровка (окомлёвка) бревен. Чтобы обеспечить необходимое качество окорки, а также для обработки различного по размерам сырья используют окорочные станки разных конструкций и типоразмеров.

В последние годы в мировой и отечественной практике для сокращения многообразия конструкций созданы многофункциональные станки. Они обеспечивают выполнение предъявляемых к окорке лесоматериалов требова-^ ний благодаря применению различных инструментов и дополнительных приставок в виде подающих и окаривающих механизмов.

По этому принципу создана отечественная унифицированная гамма окорочных станков, включающая однои двухроторные станки. В качестве инструмента в станках используют коронадрезатели, коросниматели, зачисные ножи, фрезы. При окорке коротких сортиментов или длинных бревен, включая хлысты, используются специальные приставки к подающим механизмам.

Современное окорочные станки — сложное технологическое оборудование, и качественная безаварийная работа на них существенно зависит от квалификации станочника. Он должен не только хорошо владеть приемами работы на станке, быстро распознавать и устранять причину ухудшения ка-у чества окорки, но и в совершенстве знать его конструкцию, применять нужные инструменты, своевременно проводить техническое обслуживание и ремонт.

Многие научно-исследовательские и проектно-конструкторские организации проводят исследования и изыскания в области совершенствования технического вооружения, технологических процессов при обработке древесного сырья и разработки комплексного его использования.

Учитывая многолетние исследования в области применения ультразвукового излучения, а также изучение физических и акустических свойств в работе предлагается новое технологическое решение — использование ультразвукового излучения (УЗИ) в технологическом процессе окорки древесины.

Безусловно, ускорение научно-технического прогресса может считаться важнейшей чертой двадцать первого века. Примером тому является развитие научных знаний в области ультразвуковых колебаний, технических и технологических приложений, направленных на использование ультразвука в практической деятельности человека.

Большой вклад в области изучения технологии ультразвука внесли многие отечественные и зарубежные учёные такие как: JI. Г. Бергман, В. А. Кра-сильников, И. Г. Михайлов, В. А. Соловьёв, Ю. П. Сырников, И. А. Викторов, Ю. В. Холопов, В. Н. Хмелёв, В. Т. Фаерман, С. С. Уразовский, И. Г. Полоцкий, Б. А. Аграната, И. П. Галямина и многие другие.

Чуть более полувека прошло с начала исследований в области ультразвуковых колебаний, а в активе человечества-десятки высокоэффективных ультразвуковых технологий, в том числе, закалки, лужения и пайки металлов, предотвращения накипи на теплообменных поверхностях, сверления хрупких и особо твердых материалов, сушки термолабильных веществ, получения эмульсий и сверхтонких суспензий, диспергирования красителей, сварки металлов и полимеров, мойки, очистки деталей без применения горючих и токсичных растворителей. Практически невозможно описать все методы и системы ультразвуковой диагностики заболеваний, томографии, неразрушающего контроля изделий и технологических параметров производств. Только в США более 100 фирм производят и осуществляют внедрение ультразвукового технологического оборудования с мощностью ультразвуковых приборов от 10 ватт до 10 кВт. В нашей стране до 90-х годов активная разработка, изготовление и внедрение ультразвуковых технологий в промышленность осуществлялась десятками научно-производственных центров, научное и методическое обеспечение которыми осуществлялось Акустическим институтом АН РФ.

Вместе с тем, отмеченные выше достижения ультразвуковых технологий за исключением медико-диагностической направленности до настоящего времени почти не известны и не используются в практической и бытовой деятельности человека. .Одним.из перспективных физических методов воздействия на вещества для интенсификации технологических процессов и образование новых, является метод, основанный на использовании механических колебаний ультразвукового диапазона — так называемых ультразвуковых (УЗ) колебаний.

Высокая эффективность УЗ воздействий на различные технологические процессы и образование новых подтверждена многочисленными исследованиями и опытом более чем тридцатилетнего применения на ряде предприятий различных отраслей промышленности. Несомненные достоинства УЗ колебаний должны были обеспечить их широчайшее использование при решении сложных проблем современных производств, предназначенных для выпуска конкурентоспособной продукции.

Развитие УЗ техники и технологии сдерживается также низкой информированностью потребителей об эффективности УЗ воздействий и отсутствием методических рекомендаций, учитывающих особенности применения УЗ технологий в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве.

Как было сказано выше — технологический процесс окорки лесоматериалов является актуальной задачей, и требует дальнейшего исследования и совершенствования.

Цель настоящей диссертационной работы является разработка параметров установки для исследования окорки лесоматериалов с помощью ультразвукового излучения.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

• разработать теоретическое и экспериментальное обоснование элементов установки для ультразвуковой окорки лесоматериалов.

• разработать принципиальную схему установки для окорки лесоматериалов ультразвуком.

• провести экспериментальные исследования воздействия ультразвуковых волн на окариваемые лесоматериалы.

Положения, выносимые на защиту:

1. установка для исследования процесса окорки лесоматериалов ультразвуком.

2. модель технологического процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

На основании проведённых исследований и полученных результатов сделать следующие выводы и предложить рекомендации для практического и теоретического использования результатов исследований.

1. Определены оптимальные параметры ультразвуковой колебательной системы для окорки лесоматериалов, и установлено, что оптимальными являются концентраторы экспоненциального типа, и излучатели с экспоненциальным волноводом.

2. Определён диапазон частот ультразвукового излучения для окариваемых лесоматериалов с учётом резонансного состояния.

3. Определены характеристики процесса окорки лесоматериалов, условный оценочный коэффициент очистки коры и оптимальный диапазон расстояния между обрабатываемым лесоматериалом и излучателем.

4. Выявлена взаимосвязь физических факторов, влияющих на ультразвуковую окорку лесоматериалов.

5. Разработан алгоритм экологической эффективности при разработке технологического процесса ультразвуковой окорки лесоматериалов.

6. Внедрение технологического процесса окорки лесоматериалов ультразвуком позволит повысить производительность окорки на 36−40% относительно окорочного станка ОК63−2 при равных производственных условиях. 1 2 3 4 5 6 7 8 9.

13,.

15,.

16,.

17,.

— 140.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Авт. Св. N437537, 1985 г.
  2. Авт. св. СССР N 1 114 623 iai. G01Fl/48, БИ N 35, 1984.
  3. Авт. св. СССР N 186 890 кл. G02F1/36, БИ N 19, 1966.
  4. Авт. св. СССР N 395 092 кл. А61 L2/02, БИ N 35 1973.
  5. .А. и др. Основы физики и техники ультразвука. М., 1987
  6. .А., Башкиров В. И., Китайгородский Ю. И., Хавский Н.Н.
  7. Ультразвуковая технология. М., 1974.
  8. О. И. Ультразвук и его применение в промышленности. М., Физматгиз, 1958.
  9. Р.В., Хмелев В. Н., Цыганок С. Н. Ультразвуковая колебательная система. Патент РФ № 2 141 386.
  10. JI. Ультразвук и его применение в науке и технике. М., Изд-во Иностр. лит., 1956.
  11. С.Н. Теория процессов очистки древесины от коры. JL, 1980. — 152 с.
  12. С.П. Окорка круглых лесоматериалов. Ч. I. JL, 1976. 79 с. Вайншток П. С. Ультразвук и его применение в промышленности. М., Машгиз, 1958.
  13. В. Ю. Размерная ультразвуковая обработка материалов. М.-Л., Машгиз, 1961.
  14. В.И., Коган М. Г., Королев В. Ф. Новое технологическое оборудование для ультразвуковой очистки узлов и деталей. В кн: Применение ультразвука в технологии машиностроения. — М., ЦИНТИэлек-тропром, 1960.
  15. А. Н. Основы расчета составных пакетных преобразователей. «Ультразвуковая техника», 1966, 5.
  16. JI. И., Голямина И. П. Исследования излучателей из ферритов с подмагничиванием постоянными магнитами. ГОСИНТИ, 1961.
  17. Генераторы для ультразвуковых технологических установок. Номинальные мощности. ГОСТ Р345 326 94.
  18. Д. А., Фридман В. М. Ультразвуковая аппаратура. Изд. 2-е, М., «Энергия», 1967.
  19. Д. А.,. Фридман В. М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. М., Энергия, 1974.
  20. ГОСТ 12.1.001 -89. Ультразвук. Общие требования безопасности.
  21. П. Е. и др. Ультразвуковая обработка твердых материалов. ЛДНТП, 1957.
  22. Ю.Ф. Интенсификация технологических процессов при помощи ультразвука. В сб. Пищевая промышленность., — М., ЦИНТИпищепром, 1960, N3(16) с. 21 -28.
  23. Ю.Ф. Ультразвук и его применение в технологических процессах мясной промышленности. М., Пищевая промышленность. 1970.
  24. А.Н. Гиродинамика развитых кавитационных течений. Л., 1980
  25. Г. С. Керамические пьезоэлементы. ЛДНТП, 1963.
  26. О., Островский Е. Влияние ультразвука на развитие растений. ДАН СССР, Новая серия 2,155 1936.
  27. В.Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок. М., Машиностроение, 1980.- 14 233. Кардашов Г. А, Михайлов П. Е. Тепломассобменные акустические процессы и аппараты. М., Машиностроение, 1976.
  28. С. Е. Продольные колебания ультразвуковых инструментов с заданным законом изменения площади поперечного сечения. Тр. МВТУ им. Н. Э. Баумана № 319. Ультразвук и другие виды энергии в хирургии, 1980, вып. 4.
  29. O.K., Кротыш Г. С., Лубяницкий Г. Д. Ультразвуковая очистка. -Л., Машиностроение, 1977.
  30. Ю.И., Яхимович Д. Ф. Инженерный расчет ультразвуковых колебательных систем. М., Машиностроение, 1982.
  31. Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М., 1974
  32. В.М. Ультразвуковая микросварка. Минск, изд. «Наука и техника». 1977.
  33. Ю.Л. Структура кавитационных течений. Л., 1978
  34. Ю.Л., Чалов А. В. Влияние турбулентности потока на возникновение и развитие кавитации. Ак. журнал. 1978, т.24, вып. 2, с. 221 -227.
  35. Г. Д. Совершенствование технологии ультразвуковой очистки материалов типа лент. Л., ЛДНТП, 1990.
  36. М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция. М., Химия, 1986.
  37. А.И. Резание труднообрабатываемых материалов при помощи ультразвуковых и звуковых колебаний. М., Машгиз. 1963.
  38. . А. И. Резание труднообрабатываемых материалов при помощи ультразвуковых и звуковых колебаний. М., Машгиз, 1962.
  39. А. Г., Харитонов А. В. Теория и расчет составных концентраторов, «Ак. журн», 1959, N 2.
  40. Л. Г. Теория ультразвуковых концентраторов. «Акустический журнал», 1957, № 3.
  41. Л.Г. Расчет ультразвуковых концентраторов. «Ак. журн.», 1957, т. З вып. 2.
  42. Методы расчета и конструирования инструментов для ультразвуковой обработки, ЭНИМС, Руководящие материалы, М., 1963.
  43. . X. Концентраторы инструменты для ультразвуковой обработки и способы их крепления, М., НИИМАШ, 1965.
  44. . X. Расчет и конструирование концентраторов — инструментов для ультразвуковой обработки. М., госинти, 1963
  45. В.О. Исследование некоторых вопросов окорки древесины электрическими разрядами в жидкости. Автореферат дис. На соискание учёной степени к.т.н. М., 1969. — 22с.
  46. Л.Г., Решетилов А. Е. Сравнительная оценка эффективности методов экстракции. В кн: Материалы 2 Всес. съезда фармацевтов. Рига, 1974, с. 90−91.
  47. Г. И. Ультразвук в фармации. М., Медицина,
  48. Мощные ультразвуковые поля. В кн: Физика и техника мощного ультразвука, кн. 2., М., Наука, 1968.
  49. И.А. Технология лекарств. М., Медицина, 1971, — 752 с.
  50. Окорка древесины. Симонов М. Н., Югов В. Г. «Лесная промышленность», 1972 г., 128.
  51. Патент РФ 1 283 649, МКИ G01N 294, Ультразвуковой преобразователь./ Хмелёв В. Н., Митин А. Г., Кицанов А. С. Заявлено 15.04.85. Опубликовано 15.01.87, BHN02
  52. Патент РФ по заявке N 93 041 843/28 МКИ В06 В 1/02, Ультразвуковая колебательная система/ Хмелев В. Н., Ю. В. Гавинский, Е. В. Кулигин, за-явл. 20.08.93, Решение о выдаче от 17.06.96.
  53. Патент РФ по заявке N 94 033 452/26, МКИ B01J19/10, В06В1/02, Ультразвуковой аппарат/ Хмелев В. Н., В. В. Шутов, А. Н. Пахомов, заявл. 14/09/94, Решение о выдаче от 12/02/97/
  54. Патент РФ по заявке NMKH, Ультразвуковой многофункциональный аппарат / Хмелев В. Н., Ю. В. Гавинский, Е. В. Кулигин, заявл., Решение овыдаче от 12/02/97/
  55. Н.Ф. Окорка лесоматериалов (теория, технология, оборудование). М.: Лесная промышленность, 1982. 192 с.
  56. А.А. Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке. М., 1972. 248 с.
  57. В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М., Медицина, 1976.
  58. О.В. Конструирование региональной модели непрерывного экологического образования (школа ВУЗ — ФППК). Диссертация на соискания ученой степени кандидата педагогических наук. — Барнаул: АГПУ, 1996, 147 с.
  59. Применение ультразвука в промышленности, под ред. А. И. Маркова. -М., Машиностроение, 1975.
  60. Пьезокерамические преобразователи. Методы измерения и расчета параметров. Справочник, под ред. С. И. Пугачева. Л., Судостроение, 1984.
  61. Л. Д. и др. Ультразвуковое резание. М., Изд-во АН СССР, 1962.
  62. Л.Д., Казанцев В. Ф., Макаров Л. О., Яхимович Д. Ф. Ультразвуковое резание. -М., Изд. АН СССР. 1962.
  63. А. П. Ультразвуковое оборудование для размерной обработки цветных камней твердых пород. ЛДНТП, 1964.
  64. в. п., Клубович В. В. Применение ультразвука в промышленности. Минск, «Наука и техника», 1967.
  65. М.Н. Механизация окорки лесоматериалов. М.: Лесная промышленность, 1984. 216 с. 7374,7576,7778,79,80,8182,8384,85,86
  66. Сборник трудов ЦНИИМЭ. Выпуск 41. — Химки. Москва. — 1963 г. -(Вопросы механизации окорки древесины)
  67. Сборник трудов ЦНИИМЭ. Выпуск 65. — Химки. Москва. — 1965 г. -(Вопросы окорки и резания древесины)
  68. Сборник трудов ЦНИИМЭ. Выпуск 140. — Химки. Москва. — 1974 г. -(Обрезка сучьев и окорка деревьев)
  69. Сборник трудов ЦНИИМЭ. Выпуск 147. — Химки. Москва. — 1975 г.
  70. Механизация обработки сучьев и окорки древесины)
  71. И.И. Ультразвуковые колебательные системы. М., Маш гиз, 1959
  72. Ю.И., Левин Б. Я., Атепаева Т. И., Бобрышев В. П. Индустриализация создания АСУТП и проблемы повышения их эффективности. -М., НПО «ИнформТЭИ», 1991, 96 с
  73. Ультразвуковая обработка материала, ЭНИМС, Информационные материалы, вып. I, М., 1961.
  74. Ультразвуковая технология, под ред. Б. А. Аграната, М., Металлургия, 1974.- 14 687. Уразовский С. С., Полоцкий И. Г. О диспергировании ультразвуком. Коллоидн. ж., 6, 9, 779, 1940.
  75. В.Т. Применение ультразвука для обработки текстильных материалов. — М, Легкая индустрия, 1969
  76. Физические основы ультразвуковой технологии. В кн: Физика и техника мощного ультразвука, кн. 3, М., Наука, 1970.
  77. В.М. Физико-химическое действие ультразвука на гетерогенные процессы жидкостной обработки материалов. В сб: Применение ультразвука в химико-технологических процессах. М., 1960.
  78. В.Н. Ультразвуковые многофункциональные аппараты для интенсификации технологических процессов. Материалы научно-технической конференции «Двойные технологии в химической промышленности». Казань: КГТУ, 1997, С. 143−145.
  79. В.Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н. Способ управления процессом ультразвуковой размерной обработки. Патент РФ № 2 141 386, 1999.
  80. В.Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н. Ультразвуковая колебательная система. Патент РФ № 2 131 794, 1999.
  81. В.Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н. Ультразвуковая размерная обработка материалов: Монография/ Алт. гос. техн. ун-т им И.И. Пол-зунова Барнаул: изд. АлтГТУ, 1999.-120 с.
  82. В.Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н. Ультразвуковая размерная обработка. Барнаул: АлтГТУ им. И. И. Ползунова, 1999, 120с.
  83. В.Н., Беляков А. В., Бокслер А. И. Ультразвуковой запаиватель контейнеров с препаратами крови. Информационный бюллетень «Новое в трансфузиологии». М.: 1996 г., вып. 15, С.69−73.
  84. В.Н., Кицанов А. С., Митин А. Г., Шеркунова JI.A., Котов Б. С. Ультразвуковой преобразователь для контроля физико-механических характеристик. Патент РФ 1 295 333, 1987.
  85. В.Н., Попова О. В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве. Барнаул: АлтГТУ, 1997, 160с.
  86. В.Н., Сливин А. Н., Шутов В. В. Измеритель параметров ультразвуковых колебательных систем. Межвузовский сборник научных статей «Общие проблемы естественных и точных наук: региональный аспект». Бийск: НИЦ БГПИ, 1998, С.87−91.
  87. Ю.В. Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов. — JL, Машиностроение, 1988.
  88. И.Г. Звук, ультразвук, инфразвук. М., 1986
  89. Ф.П., Сенин В. Н. Циклические процессы в химической технологии. Основы безотходных производств. М., Химия, 1988
  90. И.Е. Биофизика ультразвука. М., Наука, 1973.
  91. И.Е. Экспериментальные исследования по обеззараживанию воды ультразвуком. Дис. канд. техн. наук. М., 1959.
  92. И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. М., Гос. изд. физ-мат. лит. 1963.
  93. Д. Ф. Конструирование и расчет колебательных систем акустических головок ультразвуковых станков, ЦИТЭИН, 1 959 119. «Применение ультразвука в промышленности». Сб. статей, М., «Маш-гиз», 1959.
  94. Myers R.J., Blumberg Н. Emulsification of fat for int-ravenous administration. Proc. Soc. Exper. Biol. Med. 35, 79, 1936,. Chem. Abstr., 31, 4049, 1937.
  95. Rajagapal E.S. Partacle size distributions in ultrasonic emulsification. Proc. Ind. Acad. Sci., 49A, 333 -339, 1957.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!